tingkat persentase daya hambat yang berbeda-beda. P. oryzae memiliki tingkat persentase tertinggi yaitu 74.6% diikuti H. oryzae sebesar 48.6%, dan R. solani sebesar 31.0%. Pengujian in vitro tersebut menunjukkan kemampuan bakteri R. pickettii dalam mengendalikan cendawan patogen selain R. solani. Hasil analisis ragam pengaruh waktu inkubasi R. pickettii terhadap kemampuan antagonis pada R. solani, P. oryzae , H. oryzae, danX. oryzae pv. oryzae masing-masing terlampir pada Lampiran 1, Lampiran 2, Lampiran 3, dan Lampiran 4.
Pengujian antogonis R. pickettii terhadap bakteri X. oryzae pv. oryzae dengan metode cross-streak, menunjukkan hasil bahwa panjang zona hambat tertinggi terdapat pada inkubasi 3, 4, dan 5 hari dengan hasil yang tidak berbeda nyata berturut-turut 8.2 mm, 12 mm, dan 10.8 mm. Perlakuan lama inkubasi menunjukkan adanya aktivitas antibakteri dari R. pickettii terhadap X. oryzae pv. oryzae (Tabel 3).
Tabel.3..Uji antibiosis R. pickettii terhadap X. oryzae pv. oryzae
aRataan selajur yang diikuti huruf kecil yang sama menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata menurut uji selang ganda Duncan pada taraf 5%.
Hasil uji keempat patogen menunjukkan adanya hubungan lama inkubasi dengan peningkatan aktivitas patogen. Hal ini sesuai dengan penelitian Rustam (2012) yaitu aktivitas anticendawan terus meningkat walaupun sudah mencapai pertumbuhan sel maksimum hingga masa inkubasi 84 jam. Kemampuan antagonis R. pickettii dalam menghambat pertumbuhan patogen ditandai dengan munculnya zona bening. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar1 yang menunjukkan bahwa bakteri R. pickettii selain memiliki kemampuan dalam menekan cendawan patogen juga mampu menekan bakteri patogen.
Gambar 1 Daya hambat R. pickettii terhadap patogen pada tanaman padi. a) P. oryzae, b) H. Oryzae, c) R. solani, dan d) X. oryzae pv. oryzae pada inkubasi 5 hari
R. pickettii merupakan spesies baru yang dulunya spesies Burkholderia pickettii (Yabuuchi et al. 1995) yang dimanfaatkan sebagai biokontrol, bioremediasi, dan peningkatan pertumbuhan tanaman (Coenye dan Vandamme 2003). Sifat anticendawan R. pickettii mampu menekan penyakit hawar pelepah
Lama inkubasi (hari) Zona bening (mm)a
0 0.5c 1 2.6bc 2 6.5ab 3 8.2a 4 12.0a 5 10.8a
a b c d
9 dengan persentase yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan agens hayati lainnya yaitu Serratia marcescens dan Bacillus subtilis (Rustam 2012). Penelitian lainnya juga menujukkan bahwa bakteri R. pickettii mampu mengendalikan penyakit layu bakteri pada tanaman tomat yang disebabkan oleh Ralstonia solanacearum pada aplikasi rumah kaca (Wei et al. 2013). Menurut Khoiri (2012), bakteri tersebut mampu menghambat pertumbuhan R. solani dibuktikan dengan kemampuan transkonjugan R. pickettii dalam menghambat pertumbuhan R. solani dengan presentasi hambat lebih besar dari tipe liarnya.
Hal di atas membuktikan bahwa R. pickettii memiliki potensi besar sebagai agens hayati. Selain itu, R. pickettii juga dimanfaatkan sebagai bioremediasi dalam mencegah kontaminasi lingkungan, tanah, dan air tanah (Ryan 2007). Potensi tersebut juga dibuktikan dengan kemampuannya dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman, memproduksi siderofor, menghasilkan enzim kitinase, sebagai pelarut fosfat (Rustam 2012), pelarut fosfat anorganik, dan sebagai pupuk hayati (Kailasan dan Vamanrao 2015).
Pembuatan Formulasi Pasta R. Pickettii
Formulasi memiliki fungsi dasar yaitu menstabilkan organisme yang digunakan selama produksi dan penyimpanan, membantu penanganan dan aplikasi produk sehingga mudah dikirim ke wilayah tujuan, melindungi agens hayati dari faktor lingkungan berbahaya di lapangan sehingga meningkatkan ketahanan agens hayati, meningkatkan aktivitas organisme di daerah target dengan meningkatkan aktivitas; reproduksi; kontak; dan interaksi dengan hama atau patogen (Jones dan Burges 1998). Pembuatan formulasi pasta bertujuan meningkatkan ketahanan dan keefektifan bakteri R. pickettii sebagai bakteri Gram negatif. Formulasi pasta R. pickettii mampu menekan penyakit hawar pelepah di lapangan namun tidak begitu berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman padi (Baiquni 2014). Oleh karena itu, dilakukan pengembangan formulasi pasta R. pickettii dengan modifikasi bahan pembawa dan penambahan bahan tambahan.
Komposisi formulasi pasta terdiri dari talek, Xanthan gum, minyak sayur, molase, suspensi bakteri, tanah andosol (modifikasi bahan pembawa), CMC (bahan modifikasi), asam salisilat (bahan tambahan), dan pupuk daun (bahan tambahan). Modifikasi bahan pembawa yaitu dengan memadukan antara talek dan tanah andosol. Komposisi tanah andosol dalam formulasi sebesar 22%. Tanah mineral dan pasir berfungsi sebagai bahan pembawa dalam formulasi dan termasuk bahan anorganik, sedangkan minyak sayur yang digunakan dalam formulasi termasuk bahan organik. Bahan tersebut sangat mempengaruhi kinerja produk formulasi biopestisida (Paau 1998). Tanah andosol telah digunakan sebagai bahan pembawa pada formulasi aktinomiset dan berpengaruh baik terhadap pertumbuhan tanaman (Amalia 2014).
Formulasi pasta dengan penambahan tanah andosol berwarna coklat gelap sedangkan tanpa penambahan tanah berwarna kuning kecoklatan (Gambar 2). Hal tersebut karena tanah andosol memiliki banyak kandungan bahan organik sehingga mempengaruhi warna tanah. Tanah andosol berwarna gelap (hitam atau coklat tua) terutama pada permukaan horison A1 yang tebal (Sukarman dan Dariah 2014).
10
Gambar 2 Formulasi pasta R. pickettii dalam wadah botol. a) formulasi Fd dan F1 berwarna kuning kecokelatan dan b) formulasi F2, F3, F4a, F4b, dan F4c cokelat kehitaman
Bahan formulasi yang dimodifikasi yaitu dari Xanthan gum menjadi CMC. Xanthan gum adalah salah satu bahan formulasi yang digunakan pada formulasi dasar (Fd) yang berfungsi sebagai pengental dalam formulasi (Moazami 2008). Formulasi modifikasi F1, F2, F3, dan F4 menggunakan CMC sebagai bahan pengental formulasi pasta sebanyak 1%. CMC berfungsi sebagai pengikat (Moazami 2008), stiker, perekat, dan mampu meningkatkan populasi bakteri agens hayati secara signifikan jika dibandingkan dengan bahan perekat lainnya seperti polyvinyl alcohol (PVA) dan white flour gum (WFG) (Chakravarty dan Kalita 2011). Bahan tambahan yang digunakan dalam formulasi modifikasi yaitu asam salisilat dan pupuk daun (Gandasil D). Penggunaan asam salisilat 10 ppm pada dosis aplikasi semprot mempengaruhi tingkat resistensi tanaman dan dapat menekan pertumbuhan mikroorganisme pengganggu tanaman padi (Leiwakabessy C Mei 2015, komunikasi pribadi). Selain itu asam salisilat sebagai elisitor memiliki efek positif terhadap hasil padi dan pengurangan penyakit (Sood 2013). Pupuk daun (Gandasil D [unsur makro: N 20%, P2O5 12%, K2O 14%, MgSO4 1%. Unsur mikro: Mn, B, Cu, Co, Zn, dan hormon tumbuh]) digunakan sebagai bahan tambahan dalam modifikasi formulasi agar mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman saat aplikasi biopestisida di lapangan. Menurut Pratiwi (2003), pemberian pupuk daun (Gandasil D) berpengaruh baik terhadap pertumbuhan vegetatif dan generatif tanaman.
Uji Fitotoksik Formulasi Pasta R. pickettii terhadap Bibit Padi
Hasil uji fitotoksik formulasi terhadap benih padi dengan metode perendaman menunjukkan bahwa formulasi R. pickettii berpengaruh terhadap viabilitas benih. Hal tersebut dapat dilihat pada tinggi tajuk dan panjang akar padi. Rata-rata tinggi tajuk mencapai angka di atas 7.1 cm dan panjang akar mencapai angka kurang lebih 12 cm. Tinggi tajuk pada perlakuan formulasi menunjukkan angka yang bebeda nyata antara Fd dengan F2 dan F2 dengan F4a, F2 memiliki rata-rata tinggi tajuk sebesar 7.64 cm. Namun, jika dibandingkan dengan kontrol ketujuh perlakuan tersebut menunjukkan angka yang tidak berbeda nyata terhadap kontrol. Persentase daya berkecambah benih pada kontrol sebesar 98%. Hasil tersebut tidak berbeda nyata dengan persentase daya kecambah pada aplikasi ketujuh formulasi R. pickettii terhadap benih padi (Tabel 4).
11 Penggunaan kertas stensil pada pengujian UKDdp mampu mempertahankan air selama 7 hari pengujian untuk mendapatkan kondisi optimum (Suwarno dan Hapsari 2008). Daya berkecambah atau daya tumbuh benih adalah tolak ukur bagi kemampuan benih untuk tumbuh normal pada kondisi lingkungan optimum (Widajati 2013).
Tabel.4..Pengaruh perlakuan formulasi R. pickettii terhadap tinggi tajuk, panjang.akar, dan daya berkecambah padi
Formulasi Tinggi tajuk
(cm)a Panjang akar (cm)a berkecambah (%)Daya a
Kontrol 7.48abc 12.06a 98.00a
Fd 7.23bc 12.15a 96.50a
F1 7.58ab 12.09a 97.83a
F2 7.64a 12.40a 98.16a
F3 7.45abc 11.79a 96.50a
F4a 7.14c 11.80a 98.16a
F4b 7.44abc 11.65a 97.83a
F4c 7.59ab 12.18a 96.83a
aAngka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom yang sama menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata pada uji selang ganda Duncan pada taraf 5%.
Pengaruh formulasi terhadap tinggi tajuk, panjang akar, dan daya berkecambah benih padi menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata terhadap kontrol. Hal tersebut menunjukkan bahwa formulasi tidak bersifat toksik terhadap tanaman padi. Hasil analisis ragam pengaruh formulasi terhadap pertumbuhan benih padi terlampir pada Lampiran 5, Lampiran 6, dan Lampiran 7.
Pengaruh Lama Penyimpanan Formulasi terhadap Viabilitas R. pickettii
Lama penyimpanan mempengaruhi viabilitas bakteri dalam formulasi (Tabel 5). Jumlah koloni R. pickettii pada ketujuh formulasi yang diujikan selama 6 minggu masa penyimpanan didapatkan hasil bahwa formulasi F2 memiliki jumlah populasi tertinggi pada umur 1 minggu setelah penyimpanan sebesar 3.5×108 cfu/g. Jumlah koloni tertinggi pada umur 2 minggu setelah penyimpanan terlihat pada formulasi Fd dan F2 masing-masing 2.5×107 cfu/g dan 1.7×107 cfu/g. Berdasarkan Tabel 5 terlihat bahwa formulasi F4a, F4b, dan F4c yang mengandung pupuk Gandasil D menunjukkan pertumbuhan koloni bakteri hanya mampu bertahan selama 2 minggu masa penyimpanan. Formulasi tersebut diperkirakan bersifat toksik terhadap bahan aktif R. pickettii. Selain itu, penambahan pupuk daun diduga tidak cocok pada formulasi berbahan aktif mikroorganisme terutama bakteri R. pickettii. Menurut Asmara (2014), penggunaan pupuk Gandasil D dan pupuk Gandasil B diduga berhubungan dengan kemampuan mikroorganisme untuk menggunakan nutrisi yang tersedia.
Lama penyimpanan formulasi mempengaruhi viabilitas bakteri. Semakin lama penyimpanan viabilitas bakteri semakin menurun. Berdasarkan uji viabilitas bakteri menunjukkan bahwa formulasi F2 memiliki konsistensi tertinggi. Hal ini dapat dilihat bahwa R. pickettii mampu bertahan hingga penyimpanan minggu ke-6 dengan jumlah populasi kurang lebih 106 cfu/g. Namun, populasi R. pickettii mengalami penurunan populasi sekitar 0.5-1 siklus log selama masa penyimpanan.
12
Tabel.5..Pengaruh lama penyimpanan formulasi terhadap viabilitas bakteri R. pickettii
Kode formulasi
Populasi bakteri R. pickettii (log cfu/g) selama penyimpanan minggu ke-a 1 2 3 4 5 6 Fd 7.71 7.39 6.43 5.72 4.95 3.69 F1 6.90 6.77 - 6.32 5.44 5.51 F2 8.54 7.23 - 6.81 7.23 6.07 F3 6.90 - - - 4.47 - F4a 6.84 6.17 - - - - F4b - 5.00 - - - - F4c - 5.47 - - - -
a(-) Tidak ada bakteri yang tumbuh.
Konsistensi jumlah koloni tertinggi pada formulasi F2 diduga disebabkan oleh bahan formulasi dengan modifikasi bahan pembawa yaitu tanah andosol. Menurut Nakkeeran (2006), tanah merupakan wadah yang menguntungkan bagi perkembangan mikroba. Pemberian strain PGPR ke tanah mampu meningkatkan populasi dan sifat antagonis bakteri serta dapat menekan pembentukan mikroba patogen. Penggunaan tanah andosol sebagai bahan pembawa mampu menekan populasi X. oryzae pv. oryzae (Amalia 2014). Bahan organik tanah mempengaruhi sifat fisik dan kimia serta aktivitas biologi tanah. Tanah andosol memiliki akumulasi bahan organik tinggi pada permukaan tanah dengan warna horison permukaan gelap (hitam atau cokelat gelap), serta banyak mengandung bahan mineral seperti Fe, Mg, dan Ca (Sukarman dan Dariah 2014).
Uji Keefektifan Formulasi terhadap Patogen P. oryzae
Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa formulasi pasta yang diaplikasikan pada media PDB mampu mengendalikan cendawan patogen pada minggu ke-6 penyimpanan. Formulasi Fd, F1, F2, F3, dan F4a dapat menghambat pertumbuhan P. oryzae dengan persentase penekanan bobot kering sebesar ≥ 90.3%, sedangkan formulasi F4b dan F4c tidak dapat menghambat pertumbuhan P. oryzae dengan persentase dibawah 0% (Tabel 6).
Tabel.6..Tingkat keefektifan formulasi R. pickettii dalam menghambat pertumbuhan P. oryzae
Formulasi Bobot basah
P.oryzae (g) % penekanan bobot basaha Bobot kering
P.oryzae (g) % penekanan bobot keringa
Kontrol 4.416 0 0.465 0 Fd 0.434 90.1 0.014 96.9 F1 0.452 89.7 0.013 97.2 F2 0.454 89.7 0.011 97.6 F3 0.594 86.5 0.018 96.1 F4a 0.757 82.8 0.045 90.3 F4b 4.911 -11.2 0.532 -14.4 F4c 5.510 -24.7 0.671 -44.3
a(-) hasil negatif < kontrol; hasil presentase penekanan didapatkan dari rumus:
13 Formulasi Fd mampu menghambat pertumbuhan cendawan P. oryzae dengan bobot basah terendah yaitu 0.434 g dengan persentase penekanan tertinggi sebesar 90.1% jika dibandingkan dengan formulasi lain. Sedangkan, formulasi F2 memiliki kemampuan dalam menghambat cendawan patogen dengan bobot kering terendah sebesar 0.011 g dengan presentase penekanan tertinggi sebesar 97.6% jika dibandingkan dengan formulasi lain. Pengaruh daya hambat masing-masing formulasi terhadap pertumbuhan P. oryzae ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3 Biomassa P. oryzae yang ditumbuhkan pada PDB yang mengandung 10% formulasi R. pickettii. a) kontrol, b) Fd, c) F1, d) F2, e) F3, f) F4a, g) F4b, dan h) F4c yang diujikan terhadap patogen P. oryzae Formulasi Fd, F1, dan F2 menunjukkan tidak adanya pertumbuhan miselium cendawan, sedangkan formulasi F3 dan F4a terlihat adanya pertumbuhan miselium cendawan. Meskipun demikian, formulasi F3 dan F4a tetap memiliki bobot basah dan bobot kering lebih rendah dibandingkan dengan kontrol dan menunjukkan adanya penghambatan. Hal tersebut diduga dipengaruhi oleh kandungan asam salisilat yang terkandung dalam formulasi F3 dan F4a. Menurut Sood et al. (2013), asam salisilat mampu meningkatkan pertahanan tanaman terhadap hawar pelepah dan meningkatkan hasil panen padi di lapang. Formulasi F4b dan F4c tergolong tidak efektif dalam mengendalikan cendawan patogen dengan presentase penekanan bobot basah dan bobot kering dibawah 0%, sebaliknya formulasi F4b dan F4c berpengaruh baik terhadap pertumbuhan cendawan patogen dengan bobot basah dan bobot kering lebih besar jika dibandingkan dengan kontrol.
a b c d
14